§ 12. Питома теплоємність.

Тут ти дізнаєшся, яка фізична сутність питомої теплоємності і як вона враховується при розв'язуванні задач на калориметрикне рівняння.

У давнину, коли вчені вважали, що теплота — це деяка специфічна рідина, і вважали фізичне тіло вмістилищем цієї рідини, то кожне тіло наділили характеристикою, властивою посудинам для рідини. А за кількістю рідини посудина, яку вона вміщає, може мати більшу ємність чи меншу ємність. З огляду, що розглядається тепловий процес, ввели назву теплоємність. Теплоємність C показує, яку кількість теплоти Q потрібно надати тілу масою m для того, щоб змінити його температуру на один градус:

Спостереження покажуть, що в однакових умовах температура води в склянці буде змінюватися повільніше. Отже , зміна температури на один градус буде відбуватися після надходження більшої кількості теплоти. Оскільки маси води і олії рівні, то можна зробити висновок, що питома теплоємність води буде більшою, ніж у олії. Як правило, всі речовини мають різні питомі теплоємності. У цьому можна переконатися, перглянув-ши таблицю зі значеннями питомих теплоємностей речовин, отриманих у спе-ціальниї дослідженнях.

Користуючись діаграмою, дайте відповідь на запитання:

1.    Яка з речовин має найбільшу питому теплоємність? Яке її значення?

2.    Яка з речовин має найменшу питому теплоємність? Яке її значення?

3.    Яка з речовин швидше нагріється до температури 100 ?

4.    Назвіть значення питомої теплоємності для кожної речовини. Що означають названі числа в кожному випадку?

5.    Що означає число, що стоїть біля кожної назви речовини?

Таблиця. Питома теплоємність деяких речовин

Речовина		Речовина
Алюміній		Мідь
Вода		Олія
Гас		Олово
Графіт		Свинець
Дерево (дуб)		Скло лабораторне
Етер		Срібло
Етиловий спирт		Сталь
Залізо		Цегла
Золото		Цинк
Лід		Чавун
Латунь

Прочитай і з'ясуй, що ти знаєш.

1.    Яка з речовин має найбільшу питому теплоємність? Яке її значення?

2.    Яка з речовин має найменшу питому теплоємність? Яке її значення?

3.    Яка з речовин швидше нагріється до температури 100 ?

4.    Назви значення питомої теплоємності для кожної речовини. Що означають названі числа в кожному випадку?

5.    Що означає число, що стоїть біля кожної назви речовини?

Задача. Яку кількість теплоти потрібно для того, щоб чавун ний виливок масою 450 кг нагріти від 20 C до 220 С?

ЗАВДАННЯ ДОДОМУ.

Теплообмін. Склади задачі за даними таблиці, розв’яжи їх і заповни порожні клітинки.

Речовина
Вода*
Олія*
Латунь*
?

Домашній практикум.

1. Запросивши кого-небудь із дорослих до участі в дослідженні, запаліть два однакових пальника на газовій плиті і на один з них поставте посудину, у яку залито 1 дм³ води, а на другий - таку ж посудину, у яку залито 0,5 дм³. Прослідкуйте за нагріванням води і за допомогою годинника виміряйте час, який потрібний для нагрівання води до кипіння в обох посудинах. Порівняйте їх і зробіть висновок про залежність кількості теплоти від маси речовини. (Якщо вдома знайдуться два термометри - не медичних-, то воду можна не доводити до кипіння, а прослідкувати за швидкістю зміни температури).

Вправи.

Яка кількість теплоти потрібна для нагрівання чавунної праски від 20 C до 320 С, якщо її маса 2 кг? (3,6.10 17 кДж)

На скільки градусів нагрілася б алюмінієва ложка, масою ЗО г, якби на її нагрівання витратили всю теплоту, що виділилася внаслідок охолодження 40 г води від 70 C до Ю С? (365 С).

В якому калориметрі, алюмінієвому чи мідному менші витрати тепла на нагрівання при однакових розмірах? Чому?

Яка питома теплоємність речовини, якщо для нагрівання 10 кг її на 20 C потрібно витратити 184 кДж енергії? Що це за речовина? (920 Дж/кг.'С., алюміній).

З якої речовини виготовлена статуетка масою 200 г, якщо на її нагрівання від температури ЗО C до температури 40 C витратили 500 Дж теплоти? (250 Дж/кг. С, · олово).

Яку кількість теплоти потрібно надати спирту масою 2 кг, щоб нагріти його від температури 20 C до кипіння, якщо відомо, що спирт кипить при температурі 78 С? (278400 Дж).

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1 Визначення питомої теплоємності речовини.

Мета. На основі калориметричних вимірювань, визначити пи-гому теплоємність речовини тіла і визначити за табличними даними вид речовини тіла.

Обладнання. Термометр лабора-горний, калориметр, мензурка, терези, різноважки, склянка, металевий циліндр з прив’язаною ниткою.

Завдання.

1.    Ознайомся з приладами, які розміщені на робочому столі.

2.    Виміряй масу циліндра за допомогою терезів.

3.    Залий у калориметр холодну воду об’ємом 100-150 см³ і ви міряй-ге її температуру.

4.    Розрахуйте масу води в калори метрі.

5.    Нагрітий у киплячій воді (під наглядом учителя) металевий циліндр обережно опусти в холодну воду.

6.    Обережно опустити в воду термометр і проведи спостереження за його показами доти, доки вони не перестануть зростати.

7.    Отримані у процесі дослідження результати вимірювань згіиши в таблицю.

Таблиця.

8.    Розрахувати кількість теплоти, яку отримала холодна вода від циліндра.

9.    Допустивши, що кількість теплоти, отриманої водою, дорівнює кількості теплоти, відданої циліндром, розрахувати питому теплоємність речовини циліндра.

10.    Скориставшись таблицею, визначити орієнтовно речовину, з якої виготовлено циліндр.

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Савченко